Los investigadores de la Universidad de California, Irvine y el MIT han desarrollado una nueva estrategia para inmunizar contra los microbios que invaden el tracto gastrointestinal, incluida la Salmonella, que causa más enfermedades transmitidas por los alimentos en los Estados Unidos que cualquier otra bacteria.
Los investigadores apuntaron a una molécula que Salmonella y otras bacterias secretan para eliminar el hierro, que es esencial para muchas funciones celulares. La inmunización contra esta molécula condujo a la producción de anticuerpos que redujeron el crecimiento de Salmonella y a niveles mucho más bajos de la bacteria.
Este enfoque podría ofrecer una alternativa a los antibióticos, lo que puede causar efectos secundarios porque también matan las bacterias beneficiosas. Usar demasiados antibióticos también puede conducir a la resistencia a los medicamentos.
"Las infecciones entéricas son difíciles de tratar, porque los antibióticos también alteran los microbios beneficiosos del cuerpo que pueden proporcionar una defensa contra estos patógenos", dijo Manuela Raffatellu, profesora asociada de microbiología y genética molecular de la UCI. "Nuestra estrategia es de espectro estrecho yaumenta las defensas existentes del anfitrión "
Raffatellu y Elizabeth Nolan del MIT son los autores principales del estudio, que aparece en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias la semana del 7 de noviembre. Los autores principales del artículo son Martina Sassone-Corsi, académica posdoctoral de la UCI, y Phoom Chairatana, quien recientemente recibió un doctorado en química en el MIT.
defensas revestidas de hierro
La mayoría de las bacterias, así como algunos hongos, usan moléculas conocidas como sideróforos para obtener hierro, un metal que es crítico para los procesos celulares, incluidos el metabolismo y la síntesis de ADN. Las bacterias que viven en el tracto intestinal secretan sideróforos en el intestino y luego los reabsorben.después de que se hayan agarrado al hierro.
Hay cientos de diferentes tipos de sideróforos, y en este estudio, los investigadores se centraron en un subconjunto de sideróforos que son producidos por Salmonella y algunos otros tipos de bacterias patógenas que pueden vivir en el intestino.
Los investigadores se inspiraron en la forma en que algunos organismos combaten los microbios de forma natural al bloquear su absorción de hierro. Los humanos tienen una proteína de defensa conocida como lipocalina 2, que puede capturar algunos sideróforos y evitar que estas moléculas transporten hierro a las células bacterianas. Sin embargo, la lipocalina2 no es efectivo contra ciertos tipos de sideróforos, incluido un tipo utilizado por Salmonella.
"No se ha identificado un mecanismo de defensa humana contra algunas de estas moléculas. Así es como pensamos en cómo podríamos impulsar esta respuesta de retención de metales a través de una inmunización", dijo Nolan.
Las moléculas de sideróforo son demasiado pequeñas para inducir una respuesta inmune de un organismo huésped, por lo que los investigadores decidieron unirla a una proteína que induce una respuesta inmune: la subunidad B de la toxina del cólera CTB. El complejo sideróforo-CTB esse administra por vía nasal o se inyecta en el abdomen y se dirige hacia el revestimiento del tracto gastrointestinal, donde el cuerpo comienza a producir anticuerpos contra CTB y el sideróforo.
Los investigadores administraron a los ratones la inmunización dos veces, con dos semanas de diferencia, y luego los infectaron con Salmonella 36 a 51 días después de la primera inmunización. Descubrieron que los anticuerpos contra los sideróforos alcanzaron su punto máximo 21 días después de la primera inmunización y luego permanecieron en niveles altosLos ratones inmunizados también tenían un número mucho menor de Salmonella en sus intestinos y no experimentaron la pérdida de peso observada en ratones infectados pero no inmunizados.
En un documento que aparece en el mismo número de PNAS , los investigadores de la Universidad de Michigan utilizaron un enfoque similar para generar una respuesta inmune contra E. coli que puede causar infecciones del tracto urinario.
Beneficios bacterianos
Los investigadores también encontraron que la inmunización no solo redujo la población de Salmonella sino que también condujo a la expansión de la población de una bacteria beneficiosa conocida como Lactobacillus, la bacteria probiótica que se encuentra en el yogur, que ayuda a inhibir el crecimiento de microbios patógenos ".Creemos que la expansión de Lactobacillus puede estar otorgando un beneficio adicional al huésped ", dice Nolan.
Esta estrategia de inmunización podría ser útil para proteger a las personas con alto riesgo de ciertos tipos de infecciones, como las personas que tienen sistemas inmunes comprometidos o pacientes con cáncer que reciben quimioterapia, dice Nolan.
Este enfoque también podría usarse para generar anticuerpos para tratar a las personas después de que se infecten con ciertos patógenos, como Salmonella. Los investigadores ahora están trabajando para aislar y analizar los anticuerpos que los ratones produjeron en este estudio, y están desarrollando inmunizaciónestrategias contra otros tipos de sideróforos que se encuentran en otros organismos.
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Materiales proporcionado por Universidad de California, Irvine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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